采用2-甲基嘧啶-4,6-二酮为原料。用硝硫混酸硝化得到中间产物2-(二硝基亚甲基)-5,5-二硝基-4,6-嘧啶二酮。再加入氨水胺化得到FOX-7。这是由Astrat’ ev等[21]首次报道的方法。图1。4为合成路线。

图1。4  2-甲基嘧啶-4,6-二酮法合成路线

后来Östmark。H等[22]在硝化结束后直接用水对中间产物水解合成FOX-7。产率能达到80%。

第一种方法合成工艺简单,原料便宜,扩大生产规模具有一定的优势。但是在合成过程中,硝酸和硫酸的用量大,危险性大;而且硝化得到的中间产物极不稳定,容易分解,最终产率低。第二种方法相比第一种方法,总得率有所提高,但是反应比第一种方法多了一步胺醛缩合反应,增加了合成步骤和合成成本,不利于大规模生产。导致相关的报道比其他两种方法要少;第三种方法比前面两种方法的产率都要高,而且反应步骤简单,但是2-甲基嘧啶-4,6-二酮的价格昂贵,在国内的供应量较少,不适合大规模的工业化生产。这种方法的合成工艺目前还不太成熟,适合在实验室操作及放大[23]。

1。3。2  FOX-7的衍生物研究状况

FOX-7有着较好的酸碱相容性,可以借此合成一系列与其性质相近的新型含能材料。Sandberg等[24]通过实验发现,FOX-7在不同pH的溶液中会有两种表现形式如图1。5所示。

图1。5  FOX-7在酸碱溶液中的存在形式

1992年K。Baum等[25-27]利用1,1-二碘二硝基乙烯与胺进行取代反应研究。这些研究未能合成出FOX-7,但是却合成出了许多FOX-7的衍生物,如图1-6所示。

图1。6 1,1-二碘-2,2-二硝基乙烯的胺化

由于FOX-7分子的特殊结构,西北大学的常春然[28]推测它可能发生三种类型的反应:(1)亲核取代反应;(2)碳碳双键的环加成反应;(3)亲电取代反应。

中北大学的李文苗[20]将现有的关于FOX-7衍生物合成方面的报道进行汇总,归纳为四个方面;(1) 与伯胺的反应;(2)与肼的反应;(3)与碱的反应;(4)与胍的反应。

 FOX-7的衍生物的成功合成,不仅获取了新含能材料,还加深了研究者们对FOX-7的结构与性质认识。通过对FOX-7及其衍生物研究的不断深入,可能会有更多具有发展潜力的新含能材料被挖掘出来。这对于寻找其他综合性能优于FOX-7的新型含能化合物的意义十分重大。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

1。4  本文研究内容

FOX-7的性能优异,符合新型炸药的要求。研究FOX-7的合成工艺及优化对以后大规模工业化生产有指导意义。FOX-7的各种爆炸性质与RDX相当,但是感度却远远低于RDX。合成工艺简单便捷,原料低廉,有潜力成为代替RDX的新型炸药。

本文采用新合成方法2-甲基-4,6-二羟基嘧啶法[29]来探究FOX-7的合成工艺。以2-甲基-4,6-二羟基嘧啶作为原料,使用硝硫混酸进行硝化,生成中间产物2-二硝基亚甲基-5,5-二硝基嘧啶-4,6-二酮。然后直接投入冰水进行水解,反应完后得到FOX-7。该方法是由Latypov Nikolai V等[9]首先提出的。探索以2-甲基-4,6-二羟基嘧啶为原料,制备高能低感的单质炸药FOX-7的合成工艺。以期望得到减少原材料消耗,提高产品得率,到切实可行的制备工艺。

主要研究内容如下:

(1)硝化2-甲基4,6-二羟基嘧啶得到中间产物,在通过水解合成FOX-7;

(2)分析合成过程影响FOX-7产率的因素;

(3)确定合成FOX-7的最佳工艺条件;

(4)对FOX-7进行表征,鉴定产物结构。

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